[Strona Główna]
[Laboratorium]
Katedra Geotechniki Politechniki Szczecińskiej

Określenie stanu i spoistości gruntu spoistego

 

OPIS TEORETYCZNY

Stan gruntu spoistego określa parametr zwany stopniem plastyczności IL, obliczany według następującego wzoru:

w którym:
IL - stopień plastyczności (liczba niemianowana),
wn - wilgotność naturalna [% lub liczba niemianowana],
wp - granica plastyczności [% lub liczba niemianowana],
wL - granica płynności [% lub liczba niemianowana].

Granica plastyczności (wp) jest to wilgotność jaką ma grunt na granicy stanu półzwartego i twardoplastycznego. Przy tej wilgotności wałeczek gruntu, podczas jego wałeczkowania na dłoni, pęka po osiągnięciu średnicy 3mm lub podniesiony za jeden koniec rozpada się na części.

Granicą płynności (wL) nazywa się wilgotność gruntu na granicy stanu miękkoplastycznego i płynnego. Przyjmuje się, że granicy płynności odpowiada wilgotność gruntu, przy której bruzda wykonana w paście gruntowej umieszczonej w miseczce aparatu Casagrande'a, łączy się na długości 10 mm i wysokości 1 mm przy 25-tym uderzeniu miseczki o podstawę aparatu, w warunkach oznaczania określonych normą PN-88/B-04481.

Granicą skurczalności (ws) nazywa się wilgotność gruntu na granicy stanu zwartego i półzwartego, przy której grunt pomimo dalszego suszenia nie zmniejsza swojej objętości i jednocześnie zaczyna zmieniać barwę na powierzchni na odcień jaśniejszy.

Obliczenie parametru IL wykonuje się w celu dokładnego oznaczenia stanu gruntu.

Podział na stany i konsystencje gruntów spoistych przedstawia się następująco:

Konsystencja gruntu
Stan gruntu
Symbol
Wartości IL i wn
zwarta
zwarty
zw
IL < 0 oraz wn Ł ws
półzwarty
pzw
IL Ł 0 oraz ws < wn Ł wL
plastyczna
twardoplastyczny
tpl
0 < IL Ł 0,25 oraz wp < wn Ł wL
plastyczny
pl
0,25 < IL Ł 0,5 oraz wp < wn Ł wL
miękkoplastyczny
mpl
0,5 < IL Ł 1,0 oraz wp < wn Ł wL
płynna
płynny
IL > 1,0 i wn > wL

 

Spoistość gruntu określa parametr zwany wskaźnikiem plastyczności Ip obliczany według wzoru:

Wskaźnik plastyczności określa plastyczne właściwości gruntu, wskazując ile wody wchłania grunt przy przejściu ze stanu półzwartego w stan płynny, a więc podając zakres wilgotności, w których grunt ma właściwości plastyczne.

Zależność między wartościami wskaźnika plastyczności a spoistością gruntu

Wskaźnik plastyczności [%]
Spoistość (rodzaj gruntu)
Ip Ł 1
niespoisty
1 < Ip
spoisty :
1 < Ip Ł10
mało spoisty
10 < Ip Ł 20
średnio spoisty
20 < Ip Ł 30
zwięzło spoisty
30 < Ip
bardzo spoisty

 

SPOSÓB WYKONANIA BADANIA

Aby określić stan gruntu spoistego należy wcześniej wyznaczyć wilgotność naturalną, granicę plastyczności i granicę płynności badanego gruntu.

I Oznaczenie wilgotności naturalnej

  1. Wykonanie badania:
    - zważyć dwie parowniczki,
    - umieścić próbki gruntu w parowniczkach,
    - zważyć parowniczki wraz z gruntem,
    - umieścić parowniczki wraz z gruntem w suszarce w temperaturze 105÷110o C,
    - na następny dzień wyjąć parowniczki z suszarki, ostudzić, zważyć.

  2. Obliczenie wyników:
    Wynik uznajemy za dostatecznie dokładny, jeżeli różnica wyników z obydwu parowniczek nie przekracza 5% mniejszej z otrzymanych wartości. Za wynik przyjmujemy średnią arytmetyczną otrzymanych wartości.

II Oznaczenie granicy plastyczności

  1. Wykonanie badania:
  2. Obliczenie wyników
    Wartość granicy plastyczności stanowi średnia arytmetyczna obu oznaczeń wilgotności.

III Oznaczenie granicy płynności gruntu wg Casagrande'a

  1. Wykonanie badania:

Po każdorazowym dodaniu wody określić wilgotność gruntu oraz liczbę uderzeń, przy której zeszła się w wymaganym stopniu bruzda wykonana w gruncie. Liczba uderzeń powinna mieścić się w granicach 12÷35.

Rys. 1. Aparat Casagrande'a, rylce do zrobienia bruzdy, wykonana bruzda w miseczce aparatu Casagrande'a

  1. Obliczenie wyników
    Otrzymane wartości wilgotności nanieść na wykres przedstawiający zależność ilości uderzeń miseczki o aparat od wilgotności gruntu. Odczytać z wykresu wartość granicy płynności.

Rys. 2. Wykres zależności liczby uderzeń w aparacie Casagrande’a od wilgotności gruntu

IV Określenie stanu gruntu

Otrzymane z badań wielkości wilgotności naturalnej, granicy plastyczności, granicy płynności podstawić do wzoru określającego stopień plastyczności i wskaźnik plastyczności . Określić spoistość i stan gruntu.

Rys. 3. Zależność stopnia plastyczności od wilgotności gruntu i jego granic konsystencji

 

V Materiały uzupełniające

 

 

[Strona Główna] Katedra Geotechniki Politechniki Szczecińskiej